1) Una frana scarica 10 tonnellate di materiale, da un'altezza 100 m, in una vasca contenente 100 metri cubi di acqua. Quanto sale la temperatura dell'acqua? Se si trattasse di un lago con superficie ghiacciata, quanto ghiaccio si scioglierebbe?
2) Ho un oggetto a temperatura 327 C, mentre l'ambiente si trova a 27 C. Il massimo
lavoro che riesco ad estrarne è 1000 J. Se l'ambiente si trovasse a -3 C (tre gradi sotto zero), fino a quanti Joule potrei arrivare?
3) Ho un gas biatomico, e ad una data temperatura in un dato volume mi occorrono 1000 calorie per tirarne su la temperatura di un grado. Se fosse triatomico, nelle stesse condizioni, quante calorie potrebbero servirmi? (nota: la risposta vera non è banale, ma cominciamo con quella banale).
4) E' noto che se in un aereo a 12,000 metri di quota si apre uno sportello, un violento flusso di aria si incanala verso quello sportello trascinando oggetti e persone non legate fuori dall'aereo. Per quale ragione (a livello macroscopico, e a livello microscopico) si genera questo flusso di aria?
5) Perchè la luna non ha atmosfera? E perchè l'idrogeno (l'elemento più comune dell'universo) è assente da quella terrestre?
6) I "raggi cosmici" in realtà sono nuclei atomici o altre particelle elementari. Ogni tanto uno di questi nuclei investe l'atmosfera con energia di parecchie volte superiore alla massima energia che si riesce a conferire ad un nucleo nei grandi acceleratori di particelle, e anche molto superiore all'energia immaginabile per gli eventi catastrofici cosmici. Da dove può arrivare quest'energia?
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es1
RispondiEliminala temperatura si alza di 0,025 C
se avessi del ghiaccio se ne scioglierebbero 31250 g
es 2
RispondiEliminaposso arrivare a 985 J
es 3
RispondiElimina2000cal???
es 4
RispondiEliminalivello macroscopico :
la densità dell'aria all'interno dell'aereo è molto maggiore rispetto a quella fuori, quindi una volta che l'aria dentro l'aereo e quella fuori sono a contatto tendono a raggiungere la stessa densità e quindi praticamente tutte le particelle dell'aria interna all'aereo tendono a uscire in modo istantaneo creando questo flusso che risucchia fuori oggetti e persone
livello microscopico:
RispondiEliminaabbiamo visto che statisticamente la disposizione piu probabile è quella piu "disordinata" cioè quella che a livello microscopico ci da meno info. lo stato macroscopico piu probabile è quello che comprende il maggior numero di stati microscopici possibili. in questo caso lo stato macroscopico piu probabile è quello in cui le particelle d'aria sono spartite equamente tra dentro e fuori l'aereo.questa situazioni infatti a livello microscopico può avvenire in un infinità di modi diversi.
es5
RispondiEliminala forza di attrazione gravitazionale tra 2 corpi è direttamente proporzionale alle masse. la luna ha una massa troppo piccola e quindi una forza di attrazione gravitazionale troppo piccola per trattenere un atmosfera gassosa.
la terra ha una massa e quindi una forza gravitazionale abbastanza grandi da trattenere un atmosfera gassosa, ma non abbastanza da trattenere gli atomi dell'elemento piu leggero. nonostante la massa della terra sia abbastanza elevata , la massa dell'H è così piccola che la forza di attrazione gravitazionale della terra non basta a trattenerlo.
es 6
RispondiEliminai raggi cosmici arrivano ad altissima velocità perchè spinti dalle esplosioni delle stelle.
1) ok.
RispondiElimina2) no, abbassando la temperatura della sorgente "di scarico" il lavoro deve aumentare.
3) no, ma il criterio quale sarebbe?
4) livello macroscopico: ci siamo quasi, ma andrebbe meglio se al posto della densità si ragionasse in termini di pressione. Domanda: perchè non è la stessa cosa?
E a livello microscopico, perchè l'aria si incanala verso l'esterno? forse è dotata di intelligenza?
5) No: l'accelerazione di gravità è la stessa per tutti gli oggetti attratti dallo stesso corpo celeste. Se dalla luna scappa l'aria, devono scappare anche gli astronauti (che invece ci saltellavano sopra). E se dalla terra scappa un atomo di idrogeno, allora devo poter scappare anche io.
6) E' un questionario di termodinamica e meccanica statistica, non di astrofisica! Comunque, nella domanda ho specificato che le catastrofi cosmiche non possono sparare proiettili di quella energia. E' proprio questo il mistero.
es 2
RispondiElimina1100J
es3
devo moltiplicare per 2 le calorie che servono per rompere i legami e poi aggiungere le calorie utili per alzare la temp di un grado...?
es 4
la pressione coinvolge anche la velocità delle particelle che nella densità è esclusa.
se la densità dell'aria nell'aereo è maggiore vuol dire che anche la pressione è maggiore perchè ho una massa piu concentrata su un area molto ristretta. non sono sicura però mi viene da pensare che se l'aria nell'aereo è compressa tra le particelle si crea un Ep molto forte. quando poi io apro lo sportello la pressione viene a mancare e l'Ep delle particelle si trasforma in Ec provocando questo flusso d'aria ad alta velocità
es 5,6
RispondiElimina???... qualche indizio?
2) vorrei capire: quale è la logica?
RispondiElimina3) perchè devo rompere i legami? io lo voglio solo scaldare.
4) proviamo a cambiare la domanda: perchè l'aria (in generale) si sposta dai punti ad alta pressione verso quelli a bassa pressione?
5,6) diciamo che la meccanica statistica ci deve entrare qualcosa. Se ad esempio l'atmosfera lunare fosse composta di un solo atomo, quello non potrebbe scappare più di quanto possa farlo io.
es 2
RispondiEliminaso che nel primo caso la differenza di temperatura è di 300 C e ottengo 1000J. nel secondo caso la differenza di temp è di 330 C quindi se faccio la proporzione ottango 1100J.
non mi viene in mente nessun altro modo
es 3
ma nel caso il gas sia triatomico in ogni caso il numero di molecole rimane lo stesso? in questo caso avrei che gli atomi presenti sono=3\2 di quelli precedenti e quindi necessiterei 1500 cal
2) ok. 3) può andar bene così.
RispondiElimina